CN103138288A - 一种太阳能光伏并网系统 - Google Patents

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幸宗国
杜宇中
孙杰
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SHANGHAI AEROSPACE CABLE POWER PLANT
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Abstract

本发明涉及一种太阳能光伏并网系统，包括太阳能光伏阵列、交流电网、逆变器阵列、控制器，所述的太阳能光伏阵列包括至少两个光伏发电装置，所述的逆变器阵列包括至少两个逆变器，每个光伏发电装置连接一逆变器构成逆变电源模块，该逆变电源模块并联后接入交流电网，所述的控制器与逆变器阵列连接，通过分布式控制的方式控制每个逆变电源模块。与现有技术相比，本发明采用分布式控制的方式控制每个逆变电源模块，当其中一个模块故障时，不影响其他模块的并联运行，提高了整个系统的可靠性。

Description

一种太阳能光伏并网系统
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，尤其是涉及一种太阳能光伏并网系统。
背景技术
光伏应用技术包括硬件和软件两方面，从硬件上来说，要配备性能可靠、价格合理的光伏配套部件，如蓄电池、控制器、逆变器等，以及配套产品如灯具、水泵等。在软件方面，则要对光伏系统进行最优化设计，以确定最合适的太阳能电池方阵和蓄电池组的配置及规模、对各部件的性能参数及匹配要求，这项工作十分重要。如果设计不当，即使太阳能电池组件性能再好、价格再便宜，结果光伏系统不是不能正常运行，就是容量过大，造成很大的浪费。此外，供电网络的拓扑结构不合理以及蓄电池不恰当的充放电管理将无疑会增加太阳能光伏系统的成本。
影响光伏系统正常运行的因素很多，牵涉面很广，太阳辐射量又有其随机性，所以，光伏系统的设计方法就比较复杂，也很关键。在以往的文献资料中所涉及的光伏系统设计方法偏重于研究太阳能电池的输出特性及最大功率点跟踪、降低太阳能电池的成本、控制器和逆变器的设计等，却忽略了供电系统优化方面的研究。
现在全世界供电系统是以大机组、大电网、高电压为主要特征的集中式单一供电系统。虽然全世界90％的电力负荷都由这种集中单一的大电网供电，但是当今社会对能源与电力供应的质量与安全可靠性要求越来越高，大电网由于自身的缺陷已经不能满足这种要求。由于大电网中任何一点的故障所产生的扰动都会对整个电网造成较大影响，严重时可能引起大面积停电甚至是全网崩溃，造成灾难性后果，这样的事故在国外时有发生；而且这种大电网又极易受到战争或恐怖势力的破坏，严重时将危害国家的安全；另外集中式大电网还不能跟踪电力负荷的变化，而为了短暂的峰荷建造发电厂其花费是巨大的，经济效益也非常低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种采用分布式控制的太阳能光伏并网系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种太阳能光伏并网系统，包括太阳能光伏阵列、交流电网、逆变器阵列、控制器，所述的太阳能光伏阵列包括至少两个光伏发电装置，所述的逆变器阵列包括至少两个逆变器，每个光伏发电装置连接一逆变器构成逆变电源模块，该逆变电源模块并联后接入交流电网，所述的控制器与逆变器阵列连接，通过分布式控制的方式控制每个逆变电源模块。
所述的控制器检测每个逆变电源模块输出的有功功率和无功功率，通过调节输出电压的相位和幅值，使有功功率和无功功率相等，达到均流的目的。
与现有技术相比，本发明采用分布式控制的方式控制每个逆变电源模块，当其中一个模块故障时，不影响其他模块的并联运行，提高了整个系统的可靠性，通过功率调节，达到均流的目的，从而提高系统的运行效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为两个逆变电源模块并联的等效结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种太阳能光伏并网系统，包括太阳能光伏阵列1、交流电网3、逆变器阵列2、控制器4。太阳能光伏阵列1包括至少两个光伏发电装置11(太阳能电池板)，逆变器阵2列包括至少两个逆变器21，每个光伏发电装置11连接一逆变器21构成逆变电源模块，该逆变电源模块并联后接入交流电网3，控制器4与逆变器阵列2连接，通过分布式控制的方式控制每个逆变电源模块。
控制器4检测每个逆变电源模块的负载电流，并做作比较求出电流偏差，然后将该电流偏差作为补偿量发送给对应的逆变电源模块，以消除各模块之间电流的不平衡。
控制器4还可对功率进行调节，控制器4首先检测每个逆变电源模块输出的有功功率和无功功率，通过调节输出电压的相位和幅值，使有功功率和无功功率相等，达到均流的目的，以两个逆变电源模块为例，其等效电路如图2所示，其中Z为负载，线路阻抗为X，U0为并联电网电压，U1、U2为两个逆变电源模块的输出电压，I1、I2为两个逆变电源模块的输出电流，
Figure BDA0000116168410000031
和
Figure BDA0000116168410000032
为输出电压的相位角，其中一个逆变器输出的有功功率和无功功率分别为：
Figure BDA0000116168410000033
Figure BDA0000116168410000034
由于一般逆变电源模块的输出电压和系统电压间的相位差很小，则
Figure BDA0000116168410000035
则有：
Figure BDA0000116168410000036
Figure BDA0000116168410000037
同理，另一个逆变电源模块的有功功率和无功功率分别为：
Figure BDA0000116168410000038
Figure BDA0000116168410000039
由上式可得逆变电源模块输出的有功功率的大小主要取决于相位角，而无功功率则主要取决于输出电压的幅值，因此，可以通过改变逆变电源的输出电压幅值来控制无功功率，通过改变相位来控制有功功率，从而实现各输出电源模块的均流。

Claims (2)

1.一种太阳能光伏并网系统，包括太阳能光伏阵列、交流电网、逆变器阵列、控制器，其特征在于，所述的太阳能光伏阵列包括至少两个光伏发电装置，所述的逆变器阵列包括至少两个逆变器，每个光伏发电装置连接一逆变器构成逆变电源模块，该逆变电源模块并联后接入交流电网，所述的控制器与逆变器阵列连接，通过分布式控制的方式控制每个逆变电源模块。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏并网系统，其特征在于，所述的控制器检测每个逆变电源模块输出的有功功率和无功功率，通过调节输出电压的相位和幅值，使有功功率和无功功率相等。
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